目前市面上的太陽能板都是一面扁平的板子，以平整表面傾斜角度吸收日照，但現在土耳其科學家提出新的見解，讓太陽能板「凹凸不平」也不錯，如果在有機太陽能電池表面打造許多顆微型突起顆粒，可以從更多角度捕捉光，提高轉換效率三分之二。
過去科學家們也有嘗試過各種形狀的太陽能表面，像是嵌入球形二氧化矽奈米殼，用來捕捉和反射更多陽光，進而提高太陽能板發電量，新研究的概念也有點類似，土耳其阿卜杜拉．居爾大學（AGU）科學家在有機太陽能研究中，模擬小小的圓頂凸起物如何增強有機太陽能的發電表現。
團隊以有機聚合物 P3HT:ICBA 做為太陽能電池的光活性層，下方為鋁層和 PMMA 基板，最上層則覆蓋透明氧化銦錫（ITO），每一層都布滿小顆圓頂再層層堆起，團隊稱該設計為「半球形外殼（hemispherical shell）」。
（Source：國際光電工程學會）
為了妥善模擬與分析新設計的效果，團隊用 3D 有限元素法（FEA），將複雜系統的元素分散為可管理的區塊。結果發現，與一片平坦表面相比，這些有凸起顆粒的太陽能電池，取決於光偏振，光吸收率可提高 36% 和 66%，還允許光線從多角度射入，提供高達 82 度的角度覆蓋。
雖然說團隊還沒有實際打造出有突起顆粒的有機太陽能電池，不知道規模製程面會遇到什麼挑戰，但如果原理有效，不僅適用於屋頂太陽能，也可用在穿戴式電子產品等光照條件不斷變換的系統。
研究作者 Dooyoung Hah 表示，研究提出的半圓頂活性層設計，可改善有機太陽能光吸收和全方向特性，有助於生物醫學、發電窗戶、溫室等相關應用。
（首圖來源：pixabay）
科技新報粉絲團
加入好友
訂閱免費電子報
